Mens du bruker fisken til å undersøke celler som normalt forteller hjernen og resten av kroppen hva som skjer inne i tarmen etter et måltid, et team av Duke-forskere oppdaget at et fettrikt måltid helt slår av kommunikasjonen i noen timer.
Cellene de så på er de enteroendokrine cellene, som forekommer sparsomt gjennom slimhinnen i tarmen, men spiller en nøkkelrolle for å signalisere kroppen om den viktige fordøyelseskanalen. I tillegg til å frigjøre hormoner, cellene har også en nylig oppdaget direkte forbindelse til nervesystemet og hjernen.
Disse cellene produserer minst 15 forskjellige hormoner for å sende signaler til resten av kroppen om tarmbevegelse, følelser av fylde, fordøyelse, næringsopptak, insulinfølsomhet og energilagring.
Men de sovner på jobben i noen timer etter et fettrikt måltid, og vi vet ennå ikke om det er bra eller dårlig. "
John Rawls, førsteamanuensis i molekylær genetikk og mikrobiologi ved Duke School of Medicine
Siden enteroendokrine celler er viktige aktører i fordøyelsen, følelsen av å være mett og påfølgende matingsatferd, denne dempingen kan være en mekanisme som på en eller annen måte får folk som spiser et fettrikt kosthold til å spise enda mer.
"Dette er en tidligere ikke verdsatt del av postprandial (etter måltid) syklus, "Sa Rawls." Hvis dette skjer hver gang vi spiser usunt, fettrikt måltid, det kan føre til en endring i insulinsignalering, som igjen kan bidra til utvikling av insulinresistens og type 2 diabetes. "
For å forstå lydløsningen bedre, forskerne prøvde å bryte ned prosessen trinnvis i sebrafisk.
Etter at de først ante et måltid, de enteroendokrine cellene utløser et kalsiumbrudd i løpet av sekunder, starte signalprosessen. Men etter det første signalet er det en forsinket effekt senere i ettermiddagsperioden. Det er under denne senere responsen at lyddempingen skjer, sa Rawls, som også leder Duke's Microbiome Center.
De tause cellene endrer form og opplever stress i sitt endoplasmatiske retikulum, en struktur som samler nye proteiner. Det ser ut til at disse enteroendokrine cellene, som er spesialisert på å syntetisere og utskille proteiner som hormoner og nevrotransmittere, bli overstimulert og utslitt en stund.
Teamet prøvde fettrik diett på en linje med bakteriefri sebrafisk som ble hevet i fravær av mikrober, og fant ut at de ikke opplevde den samme dempende effekten. Så de begynte å lete etter tarmmikrober som kan være involvert i prosessen.
Etter screening gjennom alle typer bakterier som finnes i tarmen, de så at dempingen syntes å være arbeidet til en enkelt type tarmbakterier, kalt Acinetobacter. Disse insektene er normalt mindre enn 0,1 prosent av det totale tarmmikrobiomet, men de økte 100 ganger etter et fettrikt måltid og var de eneste bakteriene som kunne indusere dempende effekt.
"Deretter vil vi forstå hvordan Acinetobacter fremkaller denne interessante responsen, "sa Lihua Ye, en postdoktor og hovedforfatter på dette papiret. "Vi mistenker også at andre bakterier også kan ha denne evnen."
Rawls sa at de ikke er sikre på hvorfor det dempes, heller ikke om det har noen positiv effekt på fisken. Det kan være en måte å forhindre overdreven signalering av fett, men ved å bli taus helt slik, cellene vil ikke kommunisere noe annet heller.
"Vi forstår ikke ennå hva den langsiktige virkningen av enteroendokrine lyddemping vil ha på metabolsk helse, "Rawls sa." Dette kan være en utilpasset reaksjon på fettrik mating som svekker de normale regulatoriske funksjonene til disse cellene, fører til metabolske lidelser som insulinresistens. Men det er også mulig at lyddemping er en fordelaktig tilpasning for å beskytte dyret mot overstimulering av tarmcellene. "